老化细胞网络:分子伴侣作为主要参与者

我们日益依赖网络方法来理解细胞功能的复杂性。分子伴侣(热休克蛋白)是关键的“网络节点”,其功能包括隔离和修复受损蛋白质。为将网络方法、分子伴侣与衰老过程相联系,我们首先总结老化网络的特性,提出“衰老弱连接理论”。该理论指出,与年龄相关的随机损伤主要影响细胞中绝大多数低亲和力、瞬时的相互作用(弱连接),导致噪声增加、失稳与多样性。这些过程可能被年龄特异性网络重构及老化细胞中弱连接蛋白向蛋白聚集体的隔离进一步放大。分子伴侣是蛋白-蛋白相互作用、信号传导及线粒体网络中的弱连接枢纽[即具有大量连接的网络要素]与模块间桥接要素。随着衰老进行,受损蛋白负荷增加是导致细胞解体和失稳的重要要素。此外,分子伴侣过载可能加剧老化细胞中的“噪声”,导致随机共振增强,从而造成信号与噪声的辨别缺陷。恢复老化细胞网络中缺失弱连接的分子伴侣及其他多靶点疗法,可能成为重要的抗衰老干预手段。